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Thermal Decomposition of Biomineralized Calcium Carbonate: Correlation between the Thermal Behavior and Structural Characteristics of Avian Eggshell
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2018-03-12 00:00:00 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.7b04943 Yoji Tsuboi 1 , Nobuyoshi Koga 1
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2018-03-12 00:00:00 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.7b04943 Yoji Tsuboi 1 , Nobuyoshi Koga 1
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This study focused on the thermal decomposition of biomineralized CaCO3, using avian eggshell. Biomineralized CaCO3, which exhibits a specialized structure, is a possible source of CaO used across various applications, including CO2 capture. An understanding of the relation between the thermal decomposition kinetics in producing CaO and the original structure of biomineralized CaCO3 may contribute to the further effective use of biowastes. The thermal decomposition of avian eggshell occurs via two mass-loss processes: the primary thermal degradation of the outer shell membrane and the subsequent thermal decomposition of calcite in the shell matrix. Each mass-loss process is composed of multiple reaction steps. The partially overlapping reaction steps originate from the structural characteristics of the eggshell, in addition to the physicochemical properties of the reactant in each process. The overlapping features of the component reaction steps were revealed by a detailed kinetic analysis of mass-loss curves, thus determining the contribution and kinetic parameters of each reaction step. The separated reaction steps were correlated with the corresponding reaction region in the eggshell structure by observing morphological changes during the reaction. Spatially, the morphological characteristics of the as-produced CaO varied markedly, that may indicate a variety of functionalities in terms of material use.
中文翻译：
生物矿化碳酸钙的热分解：禽蛋壳的热行为与结构特征之间的相关性
这项研究的重点是利用禽蛋壳对生物矿化的CaCO 3进行热分解。具有矿化结构的生物矿化的CaCO 3是在包括CO 2捕集在内的各种应用中使用的CaO的可能来源。对生产CaO的热分解动力学与生物矿化的CaCO 3原始结构之间关系的理解可能有助于进一步有效利用生物废物。禽蛋壳的热分解通过两个质量损失过程发生：外壳膜的初次热降解和随后的方解石在壳基质中的热分解。每个质量损失过程均由多个反应步骤组成。除了每个过程中反应物的物理化学性质外，部分重叠的反应步骤还来自蛋壳的结构特征。通过对质量损失曲线进行详细的动力学分析，揭示了组分反应步骤的重叠特征，从而确定了每个反应步骤的贡献和动力学参数。通过观察反应过程中的形态变化，将分离的反应步骤与蛋壳结构中的相应反应区域相关联。在空间上，所产生的CaO的形态特征发生显着变化，这可能表明在材料使用方面的各种功能。
更新日期：2018-03-12
中文翻译：
生物矿化碳酸钙的热分解：禽蛋壳的热行为与结构特征之间的相关性
这项研究的重点是利用禽蛋壳对生物矿化的CaCO 3进行热分解。具有矿化结构的生物矿化的CaCO 3是在包括CO 2捕集在内的各种应用中使用的CaO的可能来源。对生产CaO的热分解动力学与生物矿化的CaCO 3原始结构之间关系的理解可能有助于进一步有效利用生物废物。禽蛋壳的热分解通过两个质量损失过程发生：外壳膜的初次热降解和随后的方解石在壳基质中的热分解。每个质量损失过程均由多个反应步骤组成。除了每个过程中反应物的物理化学性质外，部分重叠的反应步骤还来自蛋壳的结构特征。通过对质量损失曲线进行详细的动力学分析，揭示了组分反应步骤的重叠特征，从而确定了每个反应步骤的贡献和动力学参数。通过观察反应过程中的形态变化，将分离的反应步骤与蛋壳结构中的相应反应区域相关联。在空间上，所产生的CaO的形态特征发生显着变化，这可能表明在材料使用方面的各种功能。
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